TRD/AliTRDseedV1.h

   1 #ifndef ALITRDSEEDV1_H
   2 #define ALITRDSEEDV1_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4 * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
   9 //                                                                        //
  10 //  The TRD offline tracklet                                              //
  11 //                                                                        //
  12 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  13
  14 #ifndef ALITRDTRACKLETBASE_H
  15 #include "AliTRDtrackletBase.h"
  16 #endif
  17
  18 #ifndef ROOT_TMath
  19 #include "TMath.h"
  20 #endif
  21
  22 #ifndef ALITRDGEOMETRY_H
  23 #include "AliTRDgeometry.h"
  24 #endif
  25
  26 #ifndef ALIPID_H
  27 #include "AliPID.h"
  28 #endif
  29
  30 #ifndef ALIRIEMAN_H
  31 #include "AliRieman.h"
  32 #endif
  33
  34 #ifndef ALITRDCLUSTER_H
  35 #include "AliTRDcluster.h"
  36 #endif
  37
  38 class TTreeSRedirector;
  39
  40 class AliRieman;
  41
  42 class AliTRDtrackingChamber;
  43 class AliTRDtrackV1;
  44 class AliTRDReconstructor;
  45 class AliTRDpadPlane;
  46 class AliTRDseedV1 : public AliTRDtrackletBase
  47 {
  48 public:
  49   enum ETRDtrackletBuffers {
  50     kNtb       = 31     // max clusters/pad row
  51    ,kNclusters = 2*kNtb // max number of clusters/tracklet
  52    ,kNslices   = 10     // max dEdx slices
  53   };
  54
  55   // bits from 0-13 are reserved by ROOT (see TObject.h)
  56   enum ETRDtrackletStatus {
  57     kOwner      = BIT(14) // owner of its clusters
  58    ,kRowCross   = BIT(15) // pad row cross tracklet
  59    ,kPID        = BIT(16) // PID contributor
  60    ,kCalib      = BIT(17) // calibrated tracklet
  61    ,kKink       = BIT(18) // kink prolongation tracklet
  62    ,kStandAlone = BIT(19) // tracklet build during stand alone track finding
  63   };
  64
  65   AliTRDseedV1(Int_t det = -1);
  66   ~AliTRDseedV1();
  67   AliTRDseedV1(const AliTRDseedV1 &ref);
  68   AliTRDseedV1& operator=(const AliTRDseedV1 &ref);
  69
  70   Bool_t    AttachClusters(AliTRDtrackingChamber *chamber, Bool_t tilt = kFALSE);
  71   void      Bootstrap(const AliTRDReconstructor *rec);
  72   void      Calibrate();
  73   void      CookdEdx(Int_t nslices);
  74   void      CookLabels();
  75   Bool_t    CookPID();
  76   Bool_t    Fit(Bool_t tilt=kFALSE, Bool_t zcorr=kFALSE);
  77   Bool_t    Init(AliTRDtrackV1 *track);
  78   inline void      Init(const AliRieman *fit);
  79   Bool_t    IsEqual(const TObject *inTracklet) const;
  80   Bool_t    IsCalibrated() const     { return TestBit(kCalib);}
  81   Bool_t    IsOwner() const          { return TestBit(kOwner);}
  82   Bool_t    IsKink() const           { return TestBit(kKink);}
  83   Bool_t    HasPID() const           { return TestBit(kPID);}
  84   Bool_t    IsOK() const             { return GetN() > 4 && GetNUsed() < 4;}
  85   Bool_t    IsRowCross() const       { return TestBit(kRowCross);}
  86   Bool_t    IsUsable(Int_t i) const  { return fClusters[i] && !fClusters[i]->IsUsed();}
  87   Bool_t    IsStandAlone() const     { return TestBit(kStandAlone);}
  88
  89   Float_t   GetC() const             { return fC; }
  90   Float_t   GetChi2() const          { return fChi2; }
  91   inline Float_t   GetChi2Z() const;
  92   inline Float_t   GetChi2Y() const;
  93   inline Float_t   GetChi2Phi() const;
  94   void      GetCovAt(Double_t x, Double_t *cov) const;
  95   void      GetCovXY(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fCov[0], 3*sizeof(Double_t));}
  96   void      GetCovRef(Double_t *cov) const { memcpy(cov, &fRefCov, 7*sizeof(Double_t));}
  97   static Double_t GetCovSqrt(Double_t *c, Double_t *d);
  98   static Double_t GetCovInv(Double_t *c, Double_t *d);
  99   Float_t   GetdX() const            { return fdX;}
 100   Float_t*  GetdEdx()                { return &fdEdx[0];}
 101   Float_t   GetdQdl(Int_t ic, Float_t *dx=0x0) const;
 102   Float_t   GetdYdX() const          { return fYfit[1]; }
 103   Float_t   GetdZdX() const          { return fZref[1]; }
 104   Int_t     GetdY() const            { return Int_t(GetY()/0.014);}
 105   Int_t     GetDetector() const      { return fDet;}
 106   void      GetCalibParam(Float_t &exb, Float_t &vd, Float_t &t0, Float_t &s2, Float_t &dl, Float_t &dt) const    {
 107               exb = fExB; vd = fVD; t0 = fT0; s2 = fS2PRF; dl = fDiffL; dt = fDiffT;}
 108   AliTRDcluster*  GetClusters(Int_t i) const               { return i<0 || i>=kNclusters ? 0x0 : fClusters[i];}
 109   Int_t     GetIndexes(Int_t i) const{ return i<0 || i>=kNclusters ? -1 : fIndexes[i];}
 110   Int_t     GetLabels(Int_t i) const { return fLabels[i];}
 111   Float_t   GetMomentum(Float_t *err = 0x0) const;
 112   Int_t     GetN() const             { return (Int_t)fN&0x1f;}
 113   Int_t     GetN2() const            { return GetN();}
 114   Int_t     GetNUsed() const         { return Int_t((fN>>5)&0x1f);}
 115   Int_t     GetNShared() const       { return Int_t((fN>>10)&0x1f);}
 116   Float_t   GetQuality(Bool_t kZcorr) const;
 117   Float_t   GetPadLength() const     { return fPad[0];}
 118   Float_t   GetPadWidth() const      { return fPad[1];}
 119   Int_t     GetPlane() const         { return AliTRDgeometry::GetLayer(fDet);    }
 120
 121   Float_t*  GetProbability(Bool_t force=kFALSE);
 122   Float_t   GetPt() const            { return fPt; }
 123   inline Double_t  GetPID(Int_t is=-1) const;
 124   Float_t   GetS2Y() const           { return fS2Y;}
 125   Float_t   GetS2Z() const           { return fS2Z;}
 126   Float_t   GetSigmaY() const        { return fS2Y > 0. ? TMath::Sqrt(fS2Y) : 0.2;}
 127   Float_t   GetSnp() const           { return fYref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 128   Float_t   GetTgl() const           { return fZref[1]/TMath::Sqrt(1+fYref[1]*fYref[1]);}
 129   Float_t   GetTilt() const          { return fPad[2];}
 130   UInt_t    GetTrackletWord() const  { return 0;}
 131   UShort_t  GetVolumeId() const;
 132   Float_t   GetX0() const            { return fX0;}
 133   Float_t   GetX() const             { return fX0 - fX;}
 134   Float_t   GetY() const             { return fYfit[0] - fYfit[1] * fX;}
 135   Double_t  GetYat(Double_t x) const { return fYfit[0] - fYfit[1] * (fX0-x);}
 136   Float_t   GetYfit(Int_t id) const  { return fYfit[id];}
 137   Float_t   GetYref(Int_t id) const  { return fYref[id];}
 138   Float_t   GetZ() const             { return fZfit[0] - fZfit[1] * fX;}
 139   Double_t  GetZat(Double_t x) const { return fZfit[0] - fZfit[1] * (fX0-x);}
 140   Float_t   GetZfit(Int_t id) const  { return fZfit[id];}
 141   Float_t   GetZref(Int_t id) const  { return fZref[id];}
 142   Int_t     GetYbin() const          { return Int_t(GetY()/0.016);}
 143   Int_t     GetZbin() const          { return Int_t(GetZ()/fPad[0]);}
 144
 145   inline AliTRDcluster* NextCluster();
 146   inline AliTRDcluster* PrevCluster();
 147   void      Print(Option_t *o = "") const;
 148   inline void ResetClusterIter(Bool_t forward = kTRUE);
 149   void      Reset();
 150
 151   void      SetC(Float_t c)          { fC = c;}
 152   void      SetChi2(Float_t chi2)    { fChi2 = chi2;}
 153   inline void SetCovRef(const Double_t *cov);
 154   void      SetIndexes(Int_t i, Int_t idx) { fIndexes[i]  = idx; }
 155   void      SetLabels(Int_t *lbls)   { memcpy(fLabels, lbls, 3*sizeof(Int_t)); }
 156   void      SetKink(Bool_t k = kTRUE){ SetBit(kKink, k);}
 157   void      SetPID(Bool_t k = kTRUE) { SetBit(kPID, k);}
 158   void      SetStandAlone(Bool_t st) { SetBit(kStandAlone, st); }
 159   void      SetPt(Double_t pt)       { fPt = pt;}
 160   void      SetOwner();
 161   void      SetPadPlane(AliTRDpadPlane *p);
 162   void      SetPadLength(Float_t l)  { fPad[0] = l;}
 163   void      SetPadWidth(Float_t w)   { fPad[1] = w;}
 164   void      SetTilt(Float_t tilt)    { fPad[2] = tilt; }
 165   void      SetDetector(Int_t d)     { fDet = d;  }
 166   void      SetDX(Float_t inDX)      { fdX = inDX;}
 167   void      SetReconstructor(const AliTRDReconstructor *rec) {fReconstructor = rec;}
 168   void      SetX0(Float_t x0)        { fX0 = x0; }
 169   void      SetYref(Int_t i, Float_t y) { fYref[i]     = y;}
 170   void      SetZref(Int_t i, Float_t z) { fZref[i]     = z;}
 171 //   void      SetUsabilityMap(Long_t um)  { fUsable = um; }
 172   void      Update(const AliTRDtrackV1* trk);
 173   void      UpdateUsed();
 174   void      UseClusters();
 175
 176 protected:
 177   void        Copy(TObject &ref) const;
 178
 179 private:
 180   inline void SetN(Int_t n);
 181   inline void SetNUsed(Int_t n);
 182   inline void SetNShared(Int_t n);
 183
 184   const AliTRDReconstructor *fReconstructor;//! local reconstructor
 185   AliTRDcluster  **fClusterIter;            //! clusters iterator
 186   Int_t            fIndexes[kNclusters];    //! Indexes
 187   Float_t          fExB;                    //! tg(a_L) @ tracklet location
 188   Float_t          fVD;                     //! drift velocity @ tracklet location
 189   Float_t          fT0;                     //! time 0 @ tracklet location
 190   Float_t          fS2PRF;                  //! sigma^2 PRF for xd->0 and phi=a_L
 191   Float_t          fDiffL;                  //! longitudinal diffusion coefficient
 192   Float_t          fDiffT;                  //! transversal diffusion coefficient
 193   Char_t           fClusterIdx;             //! clusters iterator
 194   UShort_t         fN;                      // number of clusters attached/used/shared
 195   Short_t          fDet;                    // TRD detector
 196   AliTRDcluster   *fClusters[kNclusters];   // Clusters
 197   Float_t          fPad[3];                 // local pad definition : length/width/tilt
 198   Float_t          fYref[2];                //  Reference y, dydx
 199   Float_t          fZref[2];                //  Reference z, dz/dx
 200   Float_t          fYfit[2];                //  Fit y, dy/dx
 201   Float_t          fZfit[2];                //  Fit z
 202   Float_t          fPt;                     //  Pt estimate @ tracklet [GeV/c]
 203   Float_t          fdX;                     // length of time bin
 204   Float_t          fX0;                     // anode wire position
 205   Float_t          fX;                      // radial position of the tracklet
 206   Float_t          fY;                      // r-phi position of the tracklet
 207   Float_t          fZ;                      // z position of the tracklet
 208   Float_t          fS2Y;                    // estimated resolution in the r-phi direction
 209   Float_t          fS2Z;                    // estimated resolution in the z direction
 210   Float_t          fC;                      // Curvature
 211   Float_t          fChi2;                   // Global chi2
 212   Float_t          fdEdx[kNslices];         // dE/dx measurements for tracklet
 213   Float_t          fProb[AliPID::kSPECIES]; // PID probabilities
 214   Int_t            fLabels[3];              // most frequent MC labels and total number of different labels
 215   Double_t         fRefCov[7];              // covariance matrix of the track in the yz plane + the rest of the diagonal elements
 216   Double_t         fCov[3];                 // covariance matrix of the tracklet in the xy plane
 217
 218   ClassDef(AliTRDseedV1, 7)                 // The offline TRD tracklet
 219 };
 220
 221 //____________________________________________________________
 222 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Z() const
 223 {
 224   Double_t dz = fZref[0]-fZfit[0]; dz*=dz;
 225   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 226   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 227   return s2 > 0. ? dz/s2 : 0.;
 228 }
 229
 230 //____________________________________________________________
 231 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Y() const
 232 {
 233   Double_t dy = fYref[0]-fYfit[0]; dy*=dy;
 234   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 235   Double_t s2 = fRefCov[0]+cov[0];
 236   return s2 > 0. ? dy/s2 : 0.;
 237 }
 238
 239 //____________________________________________________________
 240 inline Float_t AliTRDseedV1::GetChi2Phi() const
 241 {
 242   Double_t dphi = fYref[1]-fYfit[1]; dphi*=dphi;
 243   Double_t cov[3]; GetCovAt(fX, cov);
 244   Double_t s2 = fRefCov[2]+cov[2];
 245   return s2 > 0. ? dphi/s2 : 0.;
 246 }
 247
 248
 249
 250 //____________________________________________________________
 251 inline Double_t AliTRDseedV1::GetPID(Int_t is) const
 252 {
 253   if(is<0) return fProb[AliPID::kElectron];
 254   if(is<AliPID::kSPECIES) return fProb[is];
 255   return 0.;
 256 }
 257
 258 //____________________________________________________________
 259 inline void AliTRDseedV1::Init(const AliRieman *rieman)
 260 {
 261   fZref[0] = rieman->GetZat(fX0);
 262   fZref[1] = rieman->GetDZat(fX0);
 263   fYref[0] = rieman->GetYat(fX0);
 264   fYref[1] = rieman->GetDYat(fX0);
 265   fRefCov[0] = rieman->GetErrY(fX0);
 266   fRefCov[2] = rieman->GetErrZ(fX0);
 267   fC       = rieman->GetC();
 268   fChi2    = rieman->GetChi2();
 269 }
 270
 271 //____________________________________________________________
 272 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::NextCluster()
 273 {
 274 // Mimic the usage of STL iterators.
 275 // Forward iterator
 276
 277   fClusterIdx++; fClusterIter++;
 278   while(fClusterIdx < kNclusters){
 279     if(!(*fClusterIter)){
 280       fClusterIdx++;
 281       fClusterIter++;
 282       continue;
 283     }
 284     return *fClusterIter;
 285   }
 286   return 0x0;
 287 }
 288
 289 //____________________________________________________________
 290 inline AliTRDcluster* AliTRDseedV1::PrevCluster()
 291 {
 292 // Mimic the usage of STL iterators.
 293 // Backward iterator
 294
 295   fClusterIdx--; fClusterIter--;
 296   while(fClusterIdx >= 0){
 297     if(!(*fClusterIter)){
 298       fClusterIdx--;
 299       fClusterIter--;
 300       continue;
 301     }
 302     return *fClusterIter;
 303   }
 304   return 0x0;
 305 }
 306
 307 //____________________________________________________________
 308 inline void AliTRDseedV1::ResetClusterIter(Bool_t forward)
 309 {
 310 // Mimic the usage of STL iterators.
 311 // Facilitate the usage of NextCluster for forward like
 312 // iterator (kTRUE) and PrevCluster for backward like iterator (kFALSE)
 313
 314   if(forward){
 315     fClusterIter = &fClusters[0]; fClusterIter--;
 316     fClusterIdx=-1;
 317   } else {
 318     fClusterIter = &fClusters[kNclusters-1]; fClusterIter++;
 319     fClusterIdx=kNclusters;
 320   }
 321 }
 322
 323 //____________________________________________________________
 324 inline void AliTRDseedV1::SetCovRef(const Double_t *cov)
 325 {
 326 // Copy some "important" covariance matrix elements
 327 //  var(y)
 328 // cov(y,z)  var(z)
 329 //                  var(snp)
 330 //                           var(tgl)
 331 //                        cov(tgl, 1/pt)  var(1/pt)
 332
 333   memcpy(&fRefCov[0], cov, 3*sizeof(Double_t)); // yz full covariance
 334   fRefCov[3] = cov[ 5];  // snp variance
 335   fRefCov[4] = cov[ 9];  // tgl variance
 336   fRefCov[5] = cov[13];  // cov(tgl, 1/pt)
 337   fRefCov[6] = cov[14];  // 1/pt variance
 338 }
 339
 340
 341 //____________________________________________________________
 342 inline void AliTRDseedV1::SetN(Int_t n)
 343 {
 344   if(n<0 || n>= (1<<5)) return;
 345   fN &= ~0x1f;
 346   fN |= n;
 347 }
 348
 349 //____________________________________________________________
 350 inline void AliTRDseedV1::SetNUsed(Int_t n)
 351 {
 352   if(n<0 || n>= (1<<5)) return;
 353   fN &= ~(0x1f<<5);
 354   n <<= 5; fN |= n;
 355 }
 356
 357 //____________________________________________________________
 358 inline void AliTRDseedV1::SetNShared(Int_t n)
 359 {
 360   if(n<0 || n>= (1<<5)) return;
 361   fN &= ~(0x1f<<10);
 362   n <<= 10; fN |= n;
 363 }
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 365
 366 #endif
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 368
 369